CN102274643A - 在解吸塔中循环使用氮气的方法 - Google Patents

Abstract

一种在解吸塔中循环使用氮气的方法，属于可再生脱硫的技术领域。本发明要解决的主要技术问题在于：循环使用氮气作为解吸塔的“汽体(或气体)”介质和二氧化硫的载体(或稀释剂)。其特征在于：向解吸塔内注入循环使用的氮气。并建议解吸塔的工作压力不低于0.05MPa以及解吸塔内的氮气的分压与二氧化硫的分压的比值不低于0.2。本发明适用于可再生脱硫装置，并具有大量降低冷却水的消耗以及冷却环节的电耗和能耗、降低系统的运行费用、降低脱水环节的负荷量、降低初次投资的费用以及系统简单实用，运行的可靠性高，控制简便等优点。

Description

在解吸塔中循环使用氮气的方法

技术领域

本发明涉及一种在解吸塔中循环使用氮气的方法，属于可再生脱硫的技术领域。

背景技术

当前，可再生脱硫的技术已经非常成熟，例如，离子液法、有机胺法、醋酸钠法和柠檬酸钠法等。在现有技术中，出自解吸塔的解吸产物，都是以气态二氧化硫和水蒸汽为基本成分，且其中的水蒸汽占据的比例较高；重要的是，水蒸汽之所以占据了较高的比例，是由现有的解吸机制决定的。

同时，无论上述可再生脱硫方法的目标产品是什么，都离不开脱除解吸汽中的水蒸气的工艺过程及其伴生的冷凝过程。

现有技术的主要问题在于：在脱水过程中，不但水蒸汽的汽化潜热在冷凝环节或者其它类型的脱水环节中被白白浪费，而且还要消耗大量的冷却水，从而造成双重的浪费。

发明内容

本发明的目的，是要提供一种在解吸塔中循环使用氮气的方法，以克服现有技术在脱水过程中，水蒸汽的汽化潜热被白白浪费、而且还要消耗大量的冷却水、造成双重的浪费的问题。

本发明要解决的主要技术问题在于：循环使用氮气作为解吸塔的“汽提(或气提)”介质和二氧化硫的载体(或稀释剂)。

本发明的基本构思是：一种在解吸塔中循环使用氮气的方法，其特征在于：向解吸塔内注入循环使用的氮气。同时，还建议：当本可再生脱硫的技术是以硫酸为目标产品时，所述的循环使用的氮气来自制酸尾气；当本可再生脱硫的技术是以液体二氧化硫为目标产品时，所述的循环使用的氮气来自提取二氧化硫后的尾气。

为了使氮气顺便起到载热介质的作用，也为了充分利用氮气在工艺过程中获得的热量，还建议使部分解吸热量由氮气带入。

为了尽量减少来自解吸塔的解吸混合汽(或气)水蒸汽的含量，还建议适当提高解吸塔的工作压力，例如，将解吸塔的工作压力在现有技术的基础上提高5％、10％、20％、50％、80％、120％、200％、300％或更高。由于在不同的项目中，解吸塔的初始压力的设定值有所不同，在一个变化量的基础上尽管提高了一个确定的比率，但是其最终结果仍然具有不确定性，为了提高表达的确切性，上述内容还可以表述为：解吸塔的工作压力不低于0.03MPa、0.04MPa、0.05MPa、0.06MPa、0.07MPa、0.08MPa、0.09MPa、0.1MPa、0.12MPa、0.15MPa、0.2MPa或更高；需要注意的是，这种表达方式虽然具备了确切的可操作性，但是，可能会对本发明的实质内容有所损害。

至于向解吸塔内注入的氮气的量(指体积量)，建议不少于在现有技术的条件下、来自解吸塔的解吸混合汽中的水蒸汽的含量的20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％、100％、120％、160％、200％、300％或更高。由于在不同的项目中，来自解吸塔的解吸混合汽中的水蒸汽的含量的设定值有所不同，在一个变化量的基础上尽管提高了一个确定的比率，但是其最终结果仍然具有不确定性，为了提高表达的确切性，上述内容还可以表述为：解吸塔内的氮气的分压与二氧化硫(气态)的分压的比值不低于0.2、0.5、0.8、1、1.5、2、3、4、5、7、9、12、15或者更高。

本发明的主要优点在于：

1.由于向解吸塔内注入了大量的氮气，来自解吸塔的混合汽中的水蒸汽的量大大降低；又由于氮气是典型的干气，不存在汽化潜热的损失问题，因此，它能够大幅度地降低在脱水环节中汽化潜热的损失。据初步估算，在脱水环节中能够减少的热量损失，大约在50％左右或者更高；同时，还能够大量降低冷却水的消耗以及冷却环节的电耗和能耗。

2.由于解吸与后续副产品工序相结合，使氮气得以循环使用，可以大大降低系统的运行费用。

3.能够降低脱水环节的负荷量，可以较大幅度地降低初次投资的费用。

4.系统简单实用，运行的可靠性高，控制简便等。

附图说明

本发明有附图2页，共2幅，其中：

图1是本发明的实施例1的示意图，它是一个以硫酸为目标产品时的可再生脱硫的系统的示意图。

图2是本发明的实施例2的示意图，它是一个液体二氧化硫为目标产品时的可再生脱硫的系统的示意图。

具体实施方式

本发明的具体实施方式将结合实施例及附图进行说明。

实施例1，如图1所示。

在图1中，1是可再生脱硫系统中的解吸塔；与该解吸塔1相关的要素包括：进入解吸塔的待解吸的富液通道2、排出解吸塔的贫液通道3、再沸器4、解吸塔的补水通道5、解吸汽排出通道6和注入循环使用的氮气的通道12等。

本实施例还包括：

干燥装置7，用于脱除解吸汽中的水分，既可以采用冷凝的原理，也可以采用吸收的原理，例如采用浓硫酸进行吸收的原理等。

催化氧化装置8，该装置设置了氧气输入通道9，至于氧的输入方式，既可以以空气的形式，也可以以富氧或纯氧的形式等。在本实施例中，是向该装置中注入纯氧，在催化介质(即催化触媒)的帮助下，将二氧化硫转化成三氧化硫；向催化氧化装置8注入纯氧的时候，建议采用欠氧的原则，即输入的氧气量宜少于其理论需求量，以最大限度地降低反应尾气中的含氧量；同时，还应尽量增加催化触媒的数量和提高其质量，同样也是为了最大限度地降低反应尾气中的含氧量，因为所含的氧气进入解吸塔后，会导致少量的二氧化硫在解吸塔内提前转化成三氧化硫，损害二氧化硫吸收液，对脱硫系统产生不利影响。

三氧化硫的吸收装置10等。

本实施例基本的工作流程是这样的：来自解吸塔1的解吸汽经通道6进入干燥装置7脱除水分；然后进入催化氧化装置8并与进入该装置的空气混合，在催化触媒的帮助下，以完成将二氧化硫转化成三氧化硫的过程；最后进入三氧化硫的吸收装置10，对三氧化硫进行充分地吸收。

这时，由三氧化硫的吸收装置10排出的尾气的基本成分为氮气，还含有少量未能反应的二氧化硫。该尾气经过通道11后再分为两路，一路经通道12被注入解吸塔1，另一路经由通道13被送往本脱硫系统的水洗冷却和吸收装置，将其残留的少量二氧化硫脱除后放散。

向吸收塔1内注入氮气的目的，是利用该氮气替代部分、甚至大部分水蒸汽，并取得与使用水蒸汽作为解吸介质基本相同的解吸效果。由于使解吸汽中有了干气的成分，由于干气不存在汽化潜热的损失问题，因此，它能够大幅度地降低在脱水环节中汽化潜热的损失，从而实现大幅度地节能；由于该氮气是循环使用的，因此，可以大幅度降低其运行成本。

如前所述，由于氧气进入解吸塔后，会导致少量的二氧化硫在解吸塔内提前转化成三氧化硫，损害二氧化硫吸收液，对脱硫系统产生不利影响；又由于氮气是循环使用的，因此，当本实施例在初次运行时，应预先在循环尾气经过的空间内充填氮气。

实施例2，如图2所示。

在图2中，18是一种冷凝式的预脱水装置，用于脱除解吸汽中的大部分水分，冷凝水则通过通道17返回解吸塔；经过预脱水后的气体二氧化硫和氮气的混合物进入液体二氧化硫的制备装置14，液化后的二氧化硫通过通道15排出系统加以利用，而氮气则经由通道16返回解吸塔1进行循环；建议经由通道16返回解吸塔1的氮气的温度保持在100℃-200℃的范围内，特别是保持在110℃-150℃的范围内。必要时，还可以在通道16上设置热交换装置，使返回的氮气的温度保持在合理的范围内。

本实施例的其它内容，请利用实施例1和现有技术加以解读。

另外需要注意的是：上述实施例都是本发明的个案，它们的作用之一是对本发明起解释的作用，而不应理解为对本发明做出的任何限制。

Claims (6)

1.一种在解吸塔中循环使用氮气的方法，其特征在于：

1.1向解吸塔内注入循环使用的氮气。

2.如权利要求1所述的在解吸塔中循环使用氮气的方法，其特征在于：

2.1所述的循环使用的氮气来自制酸尾气。

3.如权利要求1所述的在解吸塔中循环使用氮气的方法，其特征在于：

3.1所述的循环使用的氮气来自提取二氧化硫后的尾气。

4.如权利要求1、2或3所述的在解吸塔中循环使用氮气的方法，其特征在于：

4.1解吸塔的工作压力不低于0.05MPa。

5.如权利要求1、2或3所述的在解吸塔中循环使用氮气的方法，其特征在于：

5.1解吸塔内的氮气的分压与二氧化硫的分压的比值不低于0.2。

6.如权利要求1、2或3所述的在解吸塔中循环使用氮气的方法，其特征在于：

6.1部分解吸热量由循环使用的氮气带入。

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